电子冷热恒温水浴槽的设计与应用

　　一前言

　　目前，科研单位和学校实验室内使用的恒温水浴槽，都必须在高于室温的条件下工作，一般工作温度在40℃以上，如果需要在低于室温的条件下进行恒温实验只能借助于电冰箱(夏季犹为明显)。电冰箱虽然能够降低试样的温度，但是不便于试验人员控制温度和观察。本文作者根据实验中的具体需要，采用半导体可逆制冷技术，设计了一种即可以制冷又可以加热的恒温水浴槽，实验中可以根据实验条件的需要调节恒温水浴槽内的温度，使水浴槽可以在低于室温的条件下进行恒温水浴实验。该电子冷热恒温水浴槽不论室温如何变化，都能够根据实验需要的温度进行恒温调节。采用半导体可逆制冷技术，制冷和加热共用一组器件，无制冷剂和机械转动部件，耐冲击、抗震动、无磨损、免维护，是一种实验室常用的恒温设备。

　　二基本结构

　　1.基本结构

　　图1是电子冷热恒温水浴槽的纵剖面构造图。

　　图2是电子冷热恒温水浴槽的电路原理图。

　　图1中，1.恒温水浴槽;2.保温套;3.贮能板;4.半导体可逆致冷器;5.散热器;6.风机;7.外壳;8.传感器;9.温度控制器;10.直流稳压电源;11.冷热转换开关。

　　电子冷热恒温水浴槽的底部装有一个半导体温差致冷器，温差致冷器的上端面连接一块与水浴槽底部紧密接触的铝制贮能板，温差致冷器的下端面与肋片式散器连接，散热器的下部与微型直流风机连接。水浴槽的周围和贮能板的底部用保温材料石棉保温。

　　2.半导体温差致冷器选IX二12V、SA;风机选L犯12V、300mA直流微型风机;温控器选上、下限10A双刀三位开关;稳压电源选容量150W、I兀O一12V八OA。

　　三技术指标

　　1.电源电压:AC220V150比

　　2.额定功率:150W

　　3.额定电流:SA

　　4.使用温度:10℃一60℃

　　5.水浴槽尺寸汉刃xlooxloo

　　四工作原理

　　电子冷热恒温水浴槽是通过安装在水浴槽底部的半导体温差致冷器对水浴槽进行加热和制冷。

　　半导体温差可逆致冷器是一种由一只N型半导体和一只P型半导体温差元件连接而成的一对温差电偶。通过串联和并联构成一种扁平的正方体，形成两个导热面。当温差电致冷器的两个电极接上直流电源时，一个导热面就吸热，另一个导体面就放热，维持电路中的电流，并使热量从放热面散发出去，就可以达到在吸热面制冷，在加热面加热的目的。调节电路中电流的大小，可以控制制冷和加热的强度，通过转换开关来改变温差致冷达到在水浴槽内进行加热和制冷的目的。当处于制冷工作状态时，直流风机工作，将温差致冷器下端面的热量通过散热器冷却散发出去，同时上端面连续不断将水浴槽内的热量吸收传递散发出去使浴槽温度降低，直到温控器设定的最低温度时，温差致冷器停止工作。由于室温的关系，水浴槽内的温度逐渐上升，达到设定温度时，致冷器开始工作，如此反复，保持水浴槽内的温度恒定。通过转换开关，改变电源极性可以实现温差致冷器冷面与热面置换位置，由于二极管的反向截止作用使风机停止工作，此时水浴槽为加热状态。由温控器控制水浴槽恒温。